千分尺简史

前言

地球大约在46亿年前形成，我们的远古祖先大约在5百万年前开始使用石器工具，而现代人类在50万年前出现在这个星球上。如今，他们的后代在这个星球上建筑大型建筑物，设计生产高速交通工具，同时还生产肉眼不可见的精微部件。

制造工业的一个基本元素—机床，最早是适应钟表制作者的需要而产生的。而机械加工过程密不可分的就是各种各样的测量仪器，比如千分尺。在生产线上使用各种测量仪器，从而确保生产的产品符合其设计规格。

机床也叫做工作母机，是工业发展进步的基础之一。而在18 世纪发明的千分尺则是在这个过程中起关键的支持要素之一。

最初的千分尺体积庞大，只能在工作台上使用。随着时间的发展，如今的千分尺精巧到可以单手操作同时提供精确的测量尺度。

本手册简要介绍了随着现代工业发展的脚步，千分尺诞生和发展演化的过程。

机床和千分尺的历史

第一章：早期


用螺纹测量长度的最初尝试

测量活动最早出现在5000年前埃及人建造金字塔时。

螺纹原理早在希腊时期就在提升水中得到应用。尽管通过旋转螺纹能够将微小的线性距离放大为相当大的圆周距离，但那时候还没有将螺纹用于测量的想法。

用螺纹测量物体的长度最早在17世纪得到实现。1638 年，英国约克郡的天文学家W. Gascogine应用螺纹原理测量星星的距离。通过旋转螺纹来精调望远镜，从而测量了夜空中的星星。在这个测量方法中，并没有运用螺纹来直接测量物体的长度，但是这个通过转动螺纹测量距离的方法已经接近了现代测量的概念。1693 年，他又发明了一个叫做“卡钳千分尺”的测量尺，

这是一个螺纹轴一端连着旋转手轮，另一端连着可移动量爪的测量系统。测量读数可以通过计数带有读数刻盘的手轮的旋转来获得。读数刻盘的一周被分成10

等分，这样就可以通过移动量爪来测量距离。

Watt 的台式千分尺

在Gascogine 发明他的测量仪器一个世纪之后，蒸汽机的发明者James Watt 发明了第一台台式千分尺。其设计的一个关键因素就是基于螺纹的放大倍率。JamesWatt 的名字被写进了所有的史书，如果没有他千分尺的历史就会在此中断。

简单的说，这个发明就是将一个齿轮- 齿条机构连接到旋转螺纹上。在实际测量中，先将一个薄片测砧装在齿条上，通过测砧接触物体来得到测量结果。螺纹的移动可在附在螺纹端头的两个刻度盘上读出。大的刻度盘可显示螺纹旋转的圈数，小的刻度盘则可以显示小数。刻度盘上的最小读数为万分之一英寸。

James Watt 最早使用的U 型结构设计在后来成了千分尺的标准。在James Watt 所处的时代，测量仪器大都庞大笨重，因此这台设备是放在工作台上的。但是U型结构的设计在他之后就截止了。在很长一段时间内，采用此设计的千分尺没有在市场上出现过。

机床之父发明的“大法官”

在19 世纪的早期，HenryMausdlay 爵士以伦敦最好的机床制造者闻名。直到19 世纪晚期市场上才有精密测量仪器出售。他在大约1800年发明的螺纹切割机床被认为是现代机床的起源。另外，他还生产了一个用于大量生产远洋轮船的滑轮的机床。他还构思了现代机床的销售思想并做出了平面磨床和铣床的建议。他在英国受到广泛的尊敬并被誉为“机床之父”。在机床的历史上，他的名字和莱昂纳多· 达· 芬奇排在一起。

Mausdlay 同样在测量仪器的历史上留下了自己的脚印。他发明的台式千分尺“大法官”能测量当时最精密的尺寸并被认为是精密测量仪器的开端。“大法官”由黄铜制作而成， 长40cm，四角分别带有支柱，一对测砧块用来将被测物件夹在中间。在鞍形下边是一个精度达万分之一英寸的开放刻度。这在当时是一个相当高的精确度，直到1918 年，人们又对它进行了一系列的测试并发现其仍然相当精确。

Whitworth 首先将之商品化

James Watt 和Mausdlay 的台式千分尺在很大程度上是供他们自己使用的。直到19 世纪后叶市场上才有精密测量仪器出售。发明了著名的名为“Whitworth 螺纹”的螺纹轴承的Joseph Whitworth 爵士成功的推动了这一商品化过程。这一时期最具标志性的仪器就是他的百万分之一英寸(0.254μm) 精度的测量设备，这个设备在当时大多数向公众出售。他是工程界在Mausdlay 之后的又一个巨人，他的一个1.8 米长的测量设备在三丰博物馆中展示。Whitworth 还是一名优秀的机床销售公司的管理者。他还创建了一套生产平滑表面金属板的方法并使用标准化的螺纹简化了设备的维护。他总是对其产品进行试验和测试，其决定往往基于数据。流线型生产操作和建立分析控制系统就是源于他的深刻见解。他是19 世纪中叶的领军人物，他的贡献在机床的发展过程中留下了永久的印记。

第二章：青铜时代

现代千分尺的诞生

现代标准的千分尺具有U 型结构和单手操作的特点。很多生产商都采用千分尺这一共同的设计。这一典型设计可追溯至1848年，法国发明家J. Palmer 获得叫做Palmer 系统的专利。

前文说过，使用螺纹测量线性距离源于1638 年Gascoigne 的发明。Palmer 的手持式紧凑型千分尺在本质上使用了同样的原理。然而，他的设计要先进多并且奠定了现代千分尺的基础。在千分尺的历史上，Palmer 的贡献是不可估量的。

现代千分尺几乎都遵循了Palmer 系统的基本设计，比如U 型结构、套管、套筒、心轴和测砧等。套管边缘的读数稍微减缩成锥形以配合套筒上的刻度。套管的圆周平均分为20 等分，可提供最小0.05mm 的读数。

B&S 公司的Brown & Sharpe 参观了于1867 年举行的巴黎国际博览会。他们在那里第一次见到了Palmer 系统并把它带回了美国。这次在巴黎的偶遇成功地使千分尺跨越大西洋来到美国。

法国诞生， 美国发展

Brown & Sharpe 带回美国的千分尺在制作工艺上并不完美，它使用1mm 螺距的螺纹，最小读数为0.05mm。Palmer 申请专利的图纸上的规格参数在生产中并没有很好地体现。例如，它没有心轴锁紧装置，更重要的是它的刻度线都不是均匀分布的。但是Brown & Sharpe 并不在意这些微小的不足，他们用更精密的四十分之一英寸螺距的心轴来代替原设计，从而提高了千分尺的精确度。

Palmer 系统被两个美国企业家发现并带回美国。在美国，千分尺的设计得到了长足的发展，美国人对千分尺进行了不计其数的革新，使得千分尺在如今得到了充分的应用。现代千分尺在法国诞生，在美国发展壮大。

用于薄板测量的千分尺

千分尺在美国的发展主要是为了满足当时黄铜板材生产的需要。当时，黄铜板材的生产商、购买方以及第三方的验证机构都各自采用独自的测量仪器来判定板材的厚度。

Bridgeport 黄铜板材公司的首席检验员，S. Wilmot 根据台式千分尺的原理设计了六个试验计量仪并在纽约的一家公司生产。Wilmot 将其中的一个样品原型带给Brown & Sharpe 公司并建议他们在市场上广泛销售。

这个样品的圆形外观和原理接近于普通的千分尺，但是他的读数却更复杂, 操作者必须根据刻度线的汇合点来读出测量值。这一设计被证明是不成功的。

Brown & Sharpe 仔细研究了他们从巴黎带回的千分尺，并在其中增加了两个机构：一个能更好的控制心轴的机构和一个心轴锁紧装置。他们在1868 年生产出了袖珍型千分尺并在第二年将之推向市场。

多功能千分尺

Brown & Sharpe 正确的预测了千分尺在所有的机械制造车间应用的必要性。1887年，在用于测量板材厚度的袖珍型千分尺推出10年之后，他们生产出了第一个11英寸外径千分尺( 读数0.001英寸，约0.025mm)。回想起来，这个时刻似乎来得晚了一些。

在1877 年11 月份的“美国技工”杂志的创刊号上，Victor 机械公司发布了一个广告，展示了一个美国制造的千分尺, 但Brown & Sharpe 公司却没有做广告。

似乎Brown & Sharpe 公司与Victor 机械公司几乎同时发展了千分尺。美国在这一时期，锯床成了一个流行的产品。为了生产更精密的锯床零件和组件，千分尺必定要得到广泛的应用。

不管是哪家公司首先将千分尺推向市场，他们都尽力使千分尺成为一种人人都能买到的产品。千分尺随即在各生产车间得到了广泛的应用，并大大提高了产品的质量。正是这些公司大量生产千分尺使之得到市场的承认并在市场上广泛销售。

楼主 就这点吗？还有更新吗？

不错，多介绍一些计量仪器和量具的发展史

千分尺见得多了，但发展史还是第一次见到！